天文范文10篇

天文范文篇1

科技期刊的文化历史渊源

生产文化与精神文化相伴而生纵观人类文明发展史,可以发现生产与精神文化是相伴而生的。远古的人们在求生存的捕猎活动中,发明了各种简单工具。在生产分工、相互合作及交流中,逐步形成了语言,提炼和总结出了种种知识和经验并传播、传承。在新石器时代晚期,开始出现铜器。商代中期以后青铜工具的使用和社会分工进一步实现,促使农业和手工业的发展。甲骨文、金文随之出现并逐步发展。使中国进入了有文献可考的历史时代,文明程度得以大大提高。人类在经历了漫长的农耕农作和小手工作坊式的生产阶段之后,终于迎来了工业革命。蒸汽机、电力、电子和信息时代的先后到来,使人类的想象力像插上翅膀一样,在大自然中矫健地翱翔。理论的系统化、学科的多样化,知识的普及化、组织的社会化为期刊的出现和发展奠定了必要的基础；学术思想的争鸣、交流和对文献与记载的需求也促进了期刊的应运而生。期刊的出现是学科文化发展的标志随着自然科学的发展,尤其是进入17世纪后,以书籍和通信为媒介的科学交流方式逐渐不能适应科学的发展和要求[3]。图书的不便之处在于它不能及时地发表实验和观察的结果,因为出版一本著作往往是在实验者积累了若干研究成果之后才能考虑的。科学著作的出版除了费时长以外,耗资巨大、效果有限。而当时通行的学术通信方式虽然比较及时,但它毕竟是一种非正式的交流方式。这样,就使得许多科学发现、有价值的学说因为没有得到及时的发表而湮没。因此,需要有一种新型出版物媒介来完成科学交流的使命。在这样的情况下,学术期刊应运而生。1665年1月法国人创办了世界上第一本期刊《学者周刊》；紧随其后,1665年3月英国出版了《哲学汇刊》[4]。不久,在意大利、德国、荷兰、丹麦等国也相继出现了一批科学期刊。到17世纪末,大约有30多种各学科期刊在欧洲各地出版发行。在中国,18世纪末,乾隆年间,随着苏州地区手工业逐渐兴盛起来,使得那里人流密集,各种讲学活跃。当时许多名医,以医会友,聚于一堂,各抒己见,析疑赏奇。我国最早的期刊——《吴医汇讲》也随之而生,对当时江南一带中医学术经验交流起到了较大的促进作用[5]。1900年,一本以化学学科为主的期刊——《亚泉杂志》在上海出版[6]。同样,这反映出当时上海地区化学工业的发展情况。它紧跟世界化学界的动态,致力于国人化学基本知识的“扫盲”,积极介绍化学前沿发现,为近代化学在我国的传播做出了积极的贡献。

航天文化对航天期刊发展的影响

给与航天期刊深厚的底蕴目前,仅由航天科技集团和航天科工集团主管的公开发行的航天科技期刊就达50种左右。其中,绝大部分是20世纪70、80年代创刊的,这也客观地反映出航天事业在那个时期得到了蓬勃的发展。70年代初最早创刊的《飞航导弹》、《宇航工艺材料》、《空间电子技术》、《导弹与运载技术》、《红外与激光工程》、《微电子学与计算机》、《强度与环境》、《现代防御技术》等一批专业期刊随着航天科技的崛起,就像雨后春笋一般纷纷问世[7,8]。应该看到,他们的诞生,不是偶然的,也不是一蹴而就的。从1956年航天事业创建到第一种航天期刊的诞生走过了10几年的漫长道路。创业初期,伴随着科研活动的开展、科学试验的进行,科技人员需要从成功中总结经验,从失败中吸取教训。在科研院所中逐渐形成了一些定期的交流材料和内部出版物,即正式期刊的雏形。它们的出现本身就散发着航天文化的特殊气质,那就是后来被人们总结为“热爱祖国、无私奉献,自力更生、艰苦奋斗,大力协同、勇于登攀”的两弹一星精神[9]。在排除了的干扰之后,航天期刊终于正式登台。创刊初期,从整体上看,办刊条件艰苦；专业编辑人员匮乏；编辑排版手段落后。但是,航天事业的迅猛发展赋予了航天期刊强大的生命力。伴随着1970年我国第一颗人造地球卫星的上天,中国航天开始为世人瞩目。紧接着返回式卫星的成功回收,地球同步卫星的定点成功,各种战略和战术防御型导弹试验成功等航天成果的不断涌现。在航天成就的鼓舞下,编辑人员不畏艰苦,以航天精神为动力,努力创造条件办好航天期刊,不仅使其发挥出发表文献与交流的功能,同时也形成了航天文化的一个重要组成部分——学术文化。许多老专家亲自为期刊撰稿,他们实事求是的严谨学风为后人树立了良好的榜样。一线科技人员也踊跃在期刊上发表实验成果,学术交流蔚然成风。实践说明,正是这样的总结和交流,使得航天科技与管理日臻成熟起来,为航天事业的发展打下了牢固的理论基础。纵览航天期刊,可以将它的文化本质概括为以下几点。(1)科学实践的结晶,理论历练的熔炉,知识与经验的记载。(2)航天精神的体现与见证。(3)企业文化传播与倡导的园地。(4)与外界交流合作的平台。给与航天期刊鲜明的特色深厚的航天文化底蕴使航天期刊从诞生的第一天起就以鲜明的特色呈现在世人面前。外表朴实无华,内容主题鲜明；航天人艰苦奋斗的作风在航天期刊的编辑工作中得到充分体现。20世纪70、80年代,在物质条件不足的情况下,办刊是件十分不容易的事。科研经费十分紧张,仍然拿出一些经费来办期刊,就显得十分珍贵。编辑们懂得,绝不是为了办刊而办刊,而是要让期刊为科研攻关、系统管理服务,要用有限的经费来办出高质量的期刊。为此,编辑们想尽办法。例如:有的期刊封面常常是全年一次印刷,然后每期套印刊期号。这样,既保持了封面统一庄重,又节省了每期分次印刷的费用。还有,为了在有限的篇幅内发表更多的文章,编辑要求作者语言简洁,直述主题。来稿后,编辑认真审读,精心编排,尽量杜绝那些繁赘的文字表述。长此以往,航天期刊逐渐形成了一种朴素而简明的学术风格。内容充实丰富,专业分工明确航天事业是综合的大系统,涉及的领域之多,学科之众,造就了航天期刊的多样性。在50多种期刊中很少有专业学科重叠的现象,即使是相同的领域,而侧重面又有所不同。它们分布有序,覆盖面宽泛。从科学技术到工程材料,从综合管理到质量标准,从军民两用到科普宣传,从国际交流到未来决策,应有尽有。然而,随着时代的发展,国际航天界面临的共同课题和新兴领域不断涌现。例如:在空间碎片研究、深空探测等方面都是国际航天界越来越关注的领域。目前,我国尚没有这些方面公开出版的专业期刊问世。航天期刊的丰富得益于航天事业的发展,随着航天领域的不断拓展,航天期刊方阵还会不断发展壮大。学术水平较高,撰稿与编辑严谨航天事业是充满高科技和高风险的事业。航天人在科研实践中培养起的严谨认真、一丝不苟、质量问题归零的工作作风和方法也体现在期刊工作中。撰稿人以科学的态度,认真做学问,以《宇航学报》为代表的一批学术、技术类期刊,载文水平较高,交流价值较大,受到国内外同行的关注；编辑工作者严格把关,在编辑过程中严格执行编辑规范,对于拿不准的技术问题,反复与作者沟通,保证不留差错,不留遗憾。

航天期刊对于航天文化的贡献

航天期刊是体现航天文化的园地文化本身是一种比较抽象的概念,她需要通过各种具体的形式来表现。人们的传统习俗,需要以某种仪式或节日来传承,像清明节、黄帝陵祭拜仪式等等；文学艺术,需要适当的表现形式来体现,如戏剧、音乐、诗歌。作为航天文化的组成部分——航天科技思想,在科研生产实践中,以图纸、方案、标准等形式得以体现；航天系统的管理理念则通过一系列的规章、制度、条例等形式来实现。航天期刊在固化科研与管理成果上发挥了独特的作用,是其他形式所不能替代的。例如《:航天标准化》作为专业期刊,定期刊登有关标准的制定、与实行等方面的方针政策,及时规范和指导这方面的工作,而有关研究、探讨的文章又不断发展和丰富标准化的思想；《航天工业管理》作为管理层阐述管理理念,探讨管理机制的论坛,发表了大量领导讲话、各种规章以及相关的探讨文章,对于系统管理思想的进一步完善和深化,特别是在新的形势下如何与时俱进、开拓创新、上水平发挥出积极的作用。航天期刊成为传播航天文化的重要渠道随着中国航天事业不断取得重大进展,祖国的航天事业也越来越为世人所瞩目。不仅工业界的朋友关注,普通百姓也十分关心,都想多知道一些航天方面的情况与知识。一旦有新的型号发射,航天常常成为人们炙热的话题。国际上越来越多的国家出于合作愿望也想多了解中国航天。为了向外界宣传中国航天所取得的辉煌成就,原名为《世界导弹与航天》的期刊于九十年代初更名为《中国航天》并增加了英文版。这体现出航天期刊面向世界、面向未来的更加开放的姿态。此后,航天人不断推出新刊或调整出版专业方向,填补航天学科在期刊上的空白。为了更好地普及航天知识,培养青少年对于探索宇宙的兴趣,接受航天文化的熏陶《,航天》杂志更名为《太空探索》。随着神舟飞船将中国航天员送入太空《,航天员》杂志应运而生,使航天期刊方阵中增添了以人物为中心的杂志。航天文化的传播通过期刊的渠道深入到千家万户。航天期刊是记载航天文化的档案航天期刊作为连续出版物,不仅能够及时报道最新的动态和当前的进展,为读者提供信息和决策参考；还有一个重要作用就是它可以把历年的文献资料像档案一样保存下来。每年一个合订本,久而久之,一卷卷合订本成为后人查阅历史资料的重要线索。特别是在网络不发达的时期,搞课题研究的人们都有着这样的经历:常常在资料室、图书馆一呆就是数天,从这些文献档案中寻找有用的信息。即时在网络发达的今天,随着期刊电子化,它仍然是研究工作不可或缺的有力助手。而且变得更加便捷、高效了。科研工作如此,管理工作也如此。航天期刊承载了诸多的文化因子,是航天文化的宝藏。

深化航天期刊改革,书写航天文化新篇章

天文范文篇2

1.1太阳系第一天文结构常数：K1

由经典物理很容易推出（推导略）太阳系第一天文结构常数K1：

K1＝Vi2·Ri＝1.327124×1026（厘米3／秒2）

式中Vi为太阳系各行星轨道即时速度，Ri为各行星轨道即时半径。其中i＝1.2.3……9为九大行星编号。

1.1.1研究表明，K1与《物理量与天体物理量》（英·艾伦著，上海人民出版社）

中的“日心引力常数”：AU3（K’）2

AU3（K’）2＝G·M⊙＝1.327124×1026（厘米3／秒2）

数值完全相等（原文量纲误为：厘米2／秒）！式中G为万有引力常数，M⊙为太阳质量。

1.1.2显然，K1作为天文结构常数，它不仅对单一行星轨道不同位置（例如春、夏、秋、冬）都成立；而且在不同的行星（含未知行星及小行星）之间K1也都严格成立。读者有兴可自行计算验证（Vi2·Ri），很简单（略）！

1.1.3研究表明，由太阳系第一天文结构常数K1可直接推出开普勒第二及第三定律，并且包含开普勒定律；但开普勒定律并不晓得太阳系天文结构常数！因此开普勒定律只适用于单个行星自身轨道内部计算：即行星在轨道上（含椭圆轨道）单位时间内扫过面积相等，其量纲为：厘米2／秒。

1.1.4所以，太阳系第一天文结构常数K1（厘米3／秒2）在太阳系具有普遍意义：既可用来指导、修正天文观测；又可用来查找、发现新天体！这是开普勒定律无能为力的！也所以这叫重大发现！

1.2太阳系第二天文结构常数K2

K2＝Mi2Vi2Ri2/ri5

＝9.747×1049（克2／厘米秒2）

其重要物理意义及推导请浏览：

/~stcq/download/01020501/01020501.doc

2.原子结构常数：KZ

研究表明，原子结构常数与太阳系第一天文结构常数雷同：

KZ＝V2·r＝Z×2.532626×108（厘米3／秒2）

天文范文篇3

关键词：天文定位太阳赤经太阳赤纬太阳格林时角

近年来，电子导航系统不断发展，特别是GPS导航仪的普及，使得船舶驾驶人员不重视天文定位。但是，天文导航有其独特的优越性:设备简单、可靠，观测的目标是自然天体而不受人为控制，不发射任何声、光和电波而具有隐蔽性等。因此，船舶驾驶员适任证书评估考试中仍然考核天文定位和天测罗经差，这些内容包含在天文导航中。但是，天文计算内容繁琐、劳动量大、容易出现错误。为了解决这些问题，用计算机实现天文定位就成为必然。以前的天文定位是用六分仪观测数据，然后查表、计算得出船位，这样费时费力。而现在我们可以通过射电六分仪准确快速的观测天体高度，然后通过计算机计算得出船位。整个过程在一分钟之内完成，可以说是实现了时时定位。

射电六分仪它工作在微波波段，自动跟踪太阳、月球或人造卫星，把天体（或人造卫星）地平坐标数据连同时间信息输入电子计算机，处理后给出船只或飞机所在地的地理位置。射电六分仪观测不受云雾甚至暴风雪的影响，因此可以全天候工作。假如在战争期间为了不发射信号，我们可以把射电六分仪换成普通六分仪，虽然操作需要人工，但也并不复杂。例如：应用太阳中天高度求纬度，在太阳中天时间，前后只需一分钟就可以测得太阳的高度，把数值输入计算机后马上得出测者的纬度，前后所需时间最多两分钟。

传统天文定位费时费力的关键是查表和计算。计算可以轻松的通过计算机来实现，天文定位要实现计算机化，查表求天文数据就成为关键。下面主要介绍如何利用计算机求取天文数据来代替查表。

一、时间计算

1.求出儒略日JD

即JD=367*YEAR-INT（7*（YEAR+INT（（MONTH+9）/12））/4）+INT（275*MONTH/9）+DATE+1721013.5+GMT/24

其中：YEAR——年数（如2006）；

MONTH——月数（如10）；

DATE——日期（如16）；

GMT——世界时（如21）；

INT——取整数。

2.从J2000.0起算的儒略世纪数T

T=（JD-2451545.0）/36525

二、太阳平均轨道根数

1.太阳赤道偏心率

es=0.016708617-0.00004204*T-0.0000001236*T2

2.太阳平均平近点角

MS0=357°31′39˝.804+（99r+359°03′01˝.224）*T-0˝.577*T2-0˝.012*T3

3.平黄赤交角ε0

ε0=23°26′21˝.448-46˝.815*T-0˝.00059*T2+0˝.001813*T3

4.白道升交点的平黄经Ωn

Ωn=125°02′40˝.28-(5r+134°08′10˝.539)*T+7˝.455*T2+0˝.008*T3

5.对于当天平春分点的太阳几何平黄经Ls0

Ls0=280°27′57˝.85+（100r+0°46′11˝.27）*T+1˝.089*T2

其中1r=360°=1296000˝

三、其他所需的天体轨道根数

1.日月距角D

D=277°51′01˝.307+（1236r+307°06′41˝.328）*T-6˝.891*T2+0˝.011*T3

2.金星的平近点角Mv

Mv=50°24′57˝.937+(162r+197°48′38˝.915)*T+4˝.98*T2+0˝.019*T3

3.火星的平近点角Mm

Mm=19°22′22˝.947+(53r+59°51′19˝.55)*T+0˝.6331*T2+0˝.0009*T3

四、太阳轨道根数的改正

1.太阳平近点角的摄动改正ΔMs

ΔMs=6˝.4*sin(251°.4+20°.2*T)+1˝.9*sin(207°.5+150°.3*T)

2.黄赤交角章动改正Δε

Δε=9˝.2*cosΩn

3.太阳黄经章动改正ΔΦ

ΔΦ=-17˝.2*sinΩn

4.中心差v

v=(2es-(es)3/4)sinMS+(5(es)2/4-11(es)4/24)sin2MS+13(es)3sin(3MS)/12+103(es)4sin(4MS)/96

5.太阳平黄经的主要摄动项

（1）长周期项

ΔLL=6˝.4*sin（251°.4+20°.2T）+1˝.9*sin（207°.5+150°.3T）

（2）月亮摄动项

ΔLN=6˝.6*sinD

（3）大行星主要摄动项

ΔLP=5˝.5*cos（148°.3+2Mv-2MS）+4˝.8cos(299.1+Mv-MS)+2˝.0cos(343°.9-2Mv+2MS)

6.太阳黄经光行差的改正

ΔLg=-20˝.4955/rs

其中太阳向径rs=1.00000101778*(1-(es)2)/(1+es*cosf)

太阳真近点角f=MSs+v

五、太阳轨道参数

1.太阳平近点角

MSs=MS0+ΔMS

2.黄赤交角

ε=ε0+Δε

3.太阳视黄经

λs=Ls0+ΔΦ+v+ΔLL+ΔLN+ΔLP+ΔLg

六、太阳赤道视坐标

由于太阳的黄纬很小，几乎为零，因此可以采用球面直角三角形公式直接将太阳视黄经转换为视赤经和视赤纬。

1.太阳赤经RA=arctan(cosεtanλs)

2.太阳赤纬Dec=arcsin(sinεsinλs)

其中：当cosλs<0时，太阳向径rs=-1.00000101778*(1-(es)2)/(1+es*cosf)

七、春分点格林时角GHAγ

GHAγ=100.075+0.985647348*（JD-2400000.5-GMT/24-33282）+15.04107GMT

八、太阳格林时角GHA⊙

GHA⊙=GHAγ-RA

九、太阳地方时角LHA

天文范文篇4

关键词：CCDCPLD相关双采样控制系统串口通信

引言

CCD通常分为3个等级；商业级、工程级和科学级。3个级别的要求一级比一级高。衡量CCD的性能主要从以下几个方面：量子效率和响应度、噪声等效功率和探测度，即动态范围和电荷转移效率等。科学级CCD以其高光子转换效率、宽频谱响应、良好线性度和宽动态范围广泛用于天文观测，已成为望远镜测必不可少的后端设备。国内各天文台望远镜终端都是从引起的成套设备，使用和维护很不方便，并且价格昂贵，因此国内迫切需要发展自己的CCD技术。紫金山天文台红外实验室对这一课题进行了深入研究，广泛调研，认真选取，从芯片开始一直到系统的软硬件设计，搭建了自己的CDD相机系统。

1系统设计

CCD芯片决定相机系统的性能，为此我们广泛调研，最后选定柯达公司的KAF-0401LE芯片。它动态范围大（70dB），电荷转移效率高（0.99999），波长响应范围宽（0.4μm～1.0μm），低暗电流（在25℃条件下，7pA/cm2），量子效率为35%，并且具有抗饱和性，能够满足科学观测的要求，既可用于光谱分析，又可用于成像观测。

系统设计的重点是解决CCD芯片的驱动和系统噪声的问题。我们的设计如下：采用柯达公司的KAF-0401LE芯片作为探测器，Ateml公司的带闪存Flash的89C51作下位机控制器，复杂可编程逻辑作（CPLD）作时序发生和地址译码，采用相关双采样技术降低噪声，自带采样保持的12位A/D转换顺AD1674进行模数转换，扩展8片128Kbit（628128）的RAM作1为帧图像暂存空间，通过RS232与计算机串口通信，接受计算机的控制。整个系统由图1所示几个功能部件组成。

1.1时序信号发生电路

KAF-0401LE芯片的时序要求：积分期间φV1、φV2保持低电平；行转移期间φH1保持高电平，φH2保持低电平。每行开始φV1的第2个脉冲下降沿后，要有1个行转移建立时间tφHs，读完行后需延迟1个像素时间te才开始下一行φV1脉冲；同样，φV1第2分脉冲下降沿后，开始下一行转移，如此直到读完1帧。

复杂可编程逻辑器件（CPLD）以其高度集成、灵活、方便的特点，在电路设计中运用越来越广泛。Altera公司的复杂可编程逻辑器件EPM712SLC84-15具有2500个可用逻辑门，128个宏单元，8个逻辑块，最大时钟可达147.1MHz，带有68个可供用户使用的I/O引脚，PLCC封装，可通过JTAG接口实现在线编程。我们选用EMP7128SLC84-15，通过硬件描述语言（VHDL）在集成开发环境MAXPLUSII下完成逻辑设计；编译后，通过JTAG接口下载到电路板上的EPM7128SLC84-15中，实现了KAF-0401LE芯片的时序要求。

MAXPLUSII虽然有很丰富的元件库，但并不是针对某一应用而开发的，具有通用性，调用它固有的元件库可能造成资源的浪费，没有必要。因此我们按照需求，编制了自己的元件库，然后在程序中作为元件调用。在本系统中，仅用1片EPM7128LC84-15就实现了CCD的时序要求、暂存RAM和接口扩展芯片8255的片选和地址译码，既简化耻电路的硬件设计，提高了系统可靠性，又降低了成本。交流时序条件要求如表1所列。

表1

描述符号最小值正常值最大值

φH1、φH2时钟频率/MHzfH1015

φV1、φV2时钟频率/kHzfV100125

周期/nste67100

φH1、φH2建立时间/μstφHS0.51

φV1、φV2脉冲/μstφv45

复位时钟脉宽/nstφR1020

读出时间/mstreadout3450

每行读出时间/μstline65.895.6

1.2双采取、模拟放大电路及A/D变换电路

我们采用能够满足高频要求的放大器LF356N设计双采样和模拟放大电路。根据CCD的动态范围选用自带采样保持的12位A/D变换器AD1674作模数转换。

双采样原理如图2所示。RSL是CCD复位电平，光信号相当于SGL与RSL的差值，理论上只要分别在RSL和SGL处各采样一次，然后相减便得到信号的值。然而，实际上RSL和SGL并不是理想的水平线，而是存在着低频起伏噪声。为了降低噪声的影响，通常的做法是，分别在RSL和SGL处多次采样求平均，这样对硬件和数据处理软件的要求都很高。我们这里采用了积分型相关双采样技术，如图3所示，CCD信号分别经过同相和反相放大器连到模拟开关输入端。模拟开关S1打开时，RSL通过电容积分;s2打开时，SGL信号经电容积分；s3打开输入端接地，信号保持不变；s4为复位开关。积分放大器的输入、输出关系如下：

图2中的积分输出是相关双采样的输出波形图。采样保持后通过A/D进行模数转换，经8255口存在板上的RAM中。

1.3电压偏置电路

CCD驱动信号的直流偏置电压各不相同，CPLD产生的TTL信号必须经过电压变换才能加到CCD的输入端。我们首先用LM317和LM337产生所需要的偏置电压，然后经过时钟驱动芯片DS0026转换得到时序和偏置都符合CCD要求的信号，电路如图4所示。

LM317用于输出正相偏置电压，LM337用于输出负相偏置电压，通过调节可变电阻R2阻值可得到我们所需的偏置电压，计算公式如下：

其中，Iadj<100μA,Vref=1.25V，图4（a）中R1取240Ω，图4（b）中R1取120Ω。

2软件编程

软件是管理硬件的工具，硬件是实现软件功能的基础。本系统的软件工作任务较重，从可编程逻辑器件的硬件描述语言编程、电路板上单片机的汇编程语言编程，到计算机上控制系统的VisualC++编程。

2.1时序信号的VHDL语言编程

我们用VHDL编制CCD时钟驱动信号、图像暂存RAM和接口扩展芯片8255的地址译码和片选信号，在集成开发环境MAXPLUSII中编译，通过JTAG口下载到EPM7128SLC84-15中。下面给出实现CCD系统时序部分VHDL语言设计和时序仿真结果。VHDL语言编程基本上分为2个部分：实体说明和结构体定义。实体说明部分定义端口，结构体中实现逻辑设计。程序如下：

LIBRARYieee；--包括的库

USEieee.std_logic_1164.all；

USEieee.std_LOGIC_ARITH.ALL;

USEieee.std_logic_unsigned.all;

ENTITYkodak7128IS--实体说明部分

PORT--端口

（clk:INstd_logic;时钟输入

start:INSTD_LOGIC;--启动采集数据输入

rc:OUTSTD_LOGIC;--启动A/D变换输出

s1,s2,s3,s4:OUTSTD_LOGIC；--相关双采样模式时钟输出

v1:OUTSTD_LOGIC;--CCD行转移时钟输出

v2:OUTSTD_LOGIC;

r:OUTSTD_LOGIC;--CCD复位始终输出

h1：OUTSTD_LOGIC；--CCD像素转换时钟信号输出

h2:OUTSTD_LOGIC；

a,b,c：INSTD_LOGIC；--扩展RAM译码输入

a2,a3,a4,a5,a6,a7：INSTD_LOGIC；--口扩展芯片8255地址译码片选输入

a8,a9,a10,a11,a12,a13,a14,a15:INSTD_LOGIC；

ram5,ram6,ram7:OUTSTD_LOGIC;--扩展RAM及8255片选译码输出

ram8,ram9,ram10,ram11,ram12,cs8255:outstd_logic);

ARCHITECTUREmboardOFkodak7128tryIS-结构体实现部分

--PROCESS定义逻辑

ENDmboard；

时序仿真结果如图5所示。

2.2下位机的汇编语言编程

89C51作为电路板上的灵魂，负责接收计算机传来的命令，管理CCD数据的采集、接收、传送。与计算机的通信通过串行口中断实现，数据的采集通过外中断实现。

事先需要定义好计算机与单牒同的通信协议，在初始化程序中设置通信波特率、堆栈初始化以及寄存器初值，然后进入循环，等待中断的发生，调用中断子程序，实现预定功能。

当计算机有命令到来时，进入串行中断子程序，在中断中根据预先定好的协议，判断计算机发来的不同命令，调用不同处理子程序。其中的命令有：采集、停止采集、取数、停止取数。

2.3CCD相机控制系统VisualC++编程

Windows以其操作简单、友好的图形界面成为最流行的操作系统。VisualC++是目前公认最强大的Windows程序设计工具。我们用它开发了相机控制系统。

首先定义人机接口的操作界面。在程序中主要分为数据的获取、存储与处理几个方面，在数据的获取方面我们专门定义一个串口通信类，开一个线程用于监听串口事件的发生，用于向下位单片机发送命令和接收数据。

天文范文篇5

2、王勃《滕王阁序》：“豫章故郡，洪都新府。星分翼轸，地接衡庐。”“分野，”古代占星家为了用天象变化来占卜人间的吉凶祸福，将天上星空区域与地上的国州互相对应，称作分野。具体说就是把某星宿当作某封国的分野，某星宿当作某州的分野，或反过来把某国当作某星宿的分野，某州当作某星宿的分野。王勃这句诗是说江西南昌地处翼宿、轸宿分野之内。

3、唐代卫象《古诗》：“辽东老将鬓有雪，犹向旄头夜夜看。”“昴宿”，西方白虎七宿的第四宿，由七颗星组成，又称旄头(旗头的意思)。唐代李贺诗“秋静见旄头”，旄头指昴宿。卫象这一诗句表现了一位老将高度警惕、细心防守的情景。

4、曹植《与吴季重书》：“面有逸景之速，别有参商之阔。”“参商”，“参”指西官白虎七宿中的参宿，“商”指东官苍龙七宿中的心宿，是心宿的别称。参宿在西，心宿在东，二者在星空中此出彼没，彼出此没，因此常用来喻人分离不得相见。

5、唐代张说《恩赐丽正殿书院赐宴应得林字》：“东壁图书府，西园翰墨林。”“壁宿”，指北官玄武七宿中的第七宿，由两颗星组成，因其在室宿的东边，很像室宿的墙壁，又称东壁。张说这一诗句形容壁宿是天上的图书库。

6、《诗经•七月》：“七月流火，九月授衣。”“流火”，流，下行；火，指大火星，即东官苍龙七宿中的心宿。七月相当于公历的八月，流火是说大火星的位置已由中天逐渐西降，表明暑气已退。

7、屈原《九歌》：“操余弧兮反沦降，援北斗兮酌桂浆。”“北斗”，又称“北斗七星”，指在北方天空排列成斗形(或杓形)的七颗亮星。七颗星的名称是：天枢、天璇、天玑、天权、玉衡、开阳、摇光。排列如斗杓，故称“北斗”。根据北斗星便能找到北极星，故又称“指极星”。《古诗十九首》：“玉衡指孟冬，众星何历历。”玉衡是北斗星中的第五星。

8、《唐雎不辱使命》：“夫专诸之刺王僚也，彗星袭月。”彗星俗称扫帚星，彗星袭月即彗星的光芒扫过月亮，按迷信的说法是重大灾难的征兆

天文范文篇6

关键词：气象参数太阳辐射统计

0前言

当前，采用计算机模拟的方法对建筑物的全年能耗进行分析越来越普遍，这种方法既可以在设计阶段，对新建建筑的能耗进行预测，从而指导建筑物能源系统的设计，使之符合国家相关的节能标准。同时，也可以用于已建建筑，对建筑物的能耗进行评价和预测，并为对其进行节能改造的可能性及其效果进行预估。目前，常用于建筑物全年能耗模拟的计算机软件有DOE-2（包括VisualDOE）、EnergyPlus、eQUEST和DeST等。

由于空调系统在整个建筑物的全年能耗中占有相当大的比例，因此，在对建筑物的全年能耗进行计算机模拟的时候，不可避免地要计算空调系统的全年能耗，而空调系统的能耗，与当地的气象条件，特别是温度、湿度和太阳辐射强度紧密相关。通常，在设计阶段进行建筑物能耗预测时，一般采用典型气象年数据；而在对已建建筑进行全年能耗分析的时候，由于已经可以取得建筑物运行的实际能耗数据，通常需要根据实际能耗数据和实际气象年逐时数据对计算机模型进行校准(calibration)，以保证模型具有足够的精度，然后再采用标准气象年数据进行计算，并根据计算结果进行评价和比较。这种建模→模型校准→计算及结果评价的方法也是IPMVP2002(InternationalPerformanceandMeasurementVerificationProtocol)中所推荐的方法。

1基本计算方法

根据DOE-2程序的要求，计算空调负荷用的逐时气象参数有湿球温度、干球温度、大气压力、云量、雪、雨、风向、空气绝对含湿量、空气密度、空气焓值、水平面太阳总辐射量、法线方向太阳直射辐射量、云的类型与风速等14项。除了与太阳辐射有关的两项参数外，都可以由当地气象台站公布的逐时气象参数直接取得，或者通过一定的计算和量化取得。

与此不同的是，有关太阳辐射的两项参数的取得则比较困难。由于我国的气象台站均不公布逐时太阳辐射数据，因此有些学者采用半正弦模型进行插值，有些采用混合回归的方法，在一些要求不高的场合，则干脆直接采用典型气象年的数据。

笔者认为，由于大气层外水平面逐时太阳总辐射量只与当地的经度和纬度有关，而这可以通过天文学的有关公式精确计算得到，所以我们需要求取的，只是水平面逐时太阳总辐射量与大气层外水平面逐时太阳总辐射量之间的关系及其影响因子，以及法线方向太阳直射辐射量与水平面太阳总辐射量之间的关系及其影响因子。只要能够得到这些关系，我们就可以从大气层外水平面逐时太阳总辐射量，得到水平面逐时太阳辐射总量；然后再从水平面逐时太阳辐射总量，得到法线方向逐时太阳直射辐射量。而这些关系和及其影响因子，笔者认为，都可以从当地的典型气象年逐时数据中采用统计的方法取得。为了叙述方便，以下均以求取上海地区2004年逐时太阳辐射数据为例。

2数据分析、计算、拟合及应用

首先考虑水平面逐时太阳总辐射量与大气层外水平面逐时太阳总辐射量（以下简称为总辐射/天文辐射）之间的关系。

笔者首先假定，影响总辐射/天文辐射之间的关系的因子有三项：云量、太阳入射角和空气绝对含湿量。其中，云的多少直接对太阳辐射起了遮挡作用，因此云量多少对水平面太阳总辐射量的影响是不言而喻的；太阳入射角的大小将影响水平面太阳总辐射量，入射角越小，则太阳总辐射量越低；空气中的水蒸气将对太阳辐射起散射和吸收作用，水蒸气浓度越高（即绝对含湿量越高），则水平面太阳总辐射量就越低。当然，在考虑总辐射/天文辐射之间的关系时，还应当考虑大气污染对水平面太阳总辐射量的影响，可是由于笔者无法取得有关大气污染情况的数据，所以只能将这一因子忽略了。

基于这样的考虑，笔者利用“中国建筑用标准气象数据库”中上海典型气象年的逐时气象参数，以云量、太阳入射角和空气绝对含湿量作为影响因子，采用SPSS程序分析它们对总辐射/天文辐射之间关系的影响。结果发现，太阳入射角和空气绝对含湿量对总辐射/天文辐射的影响几乎为零，总辐射/天文辐射之间的关系仅与云量相关。

对于这个结果，笔者是这样认为的：云量作为主要影响因子是符合预期的；太阳入射角的影响几乎为零，只是说明这一因子的影响已经包含在大气层外水平面逐时太阳总辐射量的变动中了；而空气绝对含湿量的影响几乎为零，可能有两个原因，一是在上海地区，空气中水蒸气对太阳辐射的吸收和散射并不是很严重，二是空气绝对含湿量与云量之间多少有些关系，这个因子的部分影响已经包含在云量这个因子中了。

这样，在忽略大气污染对太阳辐射影响的前提下，求取总辐射/天文辐射之间的关系，就简化为求取在各个云量水平下，与不同云量相对应的总辐射/天文辐射比例系数。

由于2004年上海地区太阳位于地平线以上的时间为4385小时，对应与每个云量的总辐射/天文辐射数据基本上都有上百个之多，个别的甚至超过了一千个，数据分布范围也很广（见图1，其中红色部分为50%置信区间）。

这些数据的分布范围比较广的原因，笔者认为，在气象学中，云量是指云遮蔽天空视野的成数(0~10)，它并不反映太阳与云的相对位置。因此，由于太阳既可能被云遮挡，也可能不被云遮挡，所以同一云量所对应的水平面太阳辐射总量会有很大的差异，在云量较少的情况下尤为明显。

同时，如果笔者这个想法是正确的，那么，由于太阳与云的相对位置的随机性，在各个云量水平下，总辐射/天文辐射数据的分布应当服从正态分布。因此，在求取比例系数前，必须首先检查在各个云量水平下，总辐射/天文辐射的比例系数是否符合正态分布。

图1不同云量下总辐射/天文辐射数据的分布

同样采用SPSS程序，笔者对每个云量水平所对应的总辐射/天文辐射数据进行了正态分布检验，结果发现，所有的总辐射/天文辐射数据分布均很好地满足正态分布，这为下一步求取比例系数提供了基础。图2为检验结果之一。

图2当云量为6时总辐射/天文辐射的正态分布检验结果

上述方法也可应用于分析法线方向太阳直射辐射量与水平面太阳总辐射量（以下简称直接辐射/总辐射）之间的关系。同样，笔者发现直接辐射/总辐射之间的关系也只有云量这一个影响因子，所以问题就同样简化为求取在各个云量水平下，若干个与不同云量对应的直接辐射/总辐射比例系数。尽管2004年上海有太阳直接照射的时间仅3845小时，但是，各云量水平所对应的直接辐射/总辐射数据基本上也都有成百上千个，根据与前述相同的原因，同样需要进行正态分布检验。检验结果表明，在各个云量水平下，直接辐射/总辐射数据也都很好地服从正态分布。比例系数的具体分布情况见图3，正态分布检验结果之一见图4。

尽管在各个云量水平下，总辐射/天文辐射和直接辐射/总辐射的比例系数分布都满足正态分布，但是由于数据分布范围较广，其中还存在一些极端值，因此笔者认为，如果直接采用它们的算术平均值或中位值可能会带来较大的误差。因此，笔者采用了Hampel''''sredescendingM-estimator最大似然均值估计算法，这种算法在数据分布符合正态分布规律，但是分布范围较广，以及有少数极端值存在的情况下，可以得到比算术平均更加接近真值的平均值。表1中列出了根据典型气象年逐时数据，在各个云量水平下，采用Hampel''''sredescendingM-estimator最大似然均值估计算法得到的总辐射/天文辐射比例系数和直接辐射/总辐射比例系数。

表1不同云量下总辐射/天文辐射及直接辐射/总辐射比例系数的最大似然均值云量总辐射/天文辐射直接辐射/总辐射

0.201996.629582

1.225952.707603

2.279112.794809

3.286788.821102

4.273717.821468

5.276085.796764

6.238903.723629

7.199643.612589

8.146616.399326

9.089103.134332

10.028377.006261

从表中数据可以看出，(1)最多只有不到30%的太阳天文辐射能量到达地面；(2)当云量为2、3和4时，到达地面的太阳辐射能量最多；(3)当云量为3和4时，在到达地面的太阳辐射能量中，直接辐射所占的比例最大，超过了80%。

根据表1中的数据，可以得到两个拟合公式：

(1)

(2)

式中：k1---总辐射/天文辐射

k2---直接辐射/总辐射

cc---云量

公式(1)的R2值为0.9899，公式(2)的R2值为0.9873，拟合曲线见图5。

图5总辐射/天文辐射和直接辐射/总辐射拟合曲线

在得到上述拟合公式以后，就可以计算实际气象年的逐时太阳辐射数据了。具体步骤如下：

1)利用天文学公式计算出当地全年逐时太阳天文辐射值，并剔除那些辐射值为0（太阳位于地平线以下）的时段。

2)根据实际气象年的逐时天气状况，对云量值进行量化，并对变化剧烈的时段进行人工平滑处理，得到逐时云量值。

3)由1)和2)的结果，应用公式(1)或直接采用表1中的数据，计算得到当地实际气象年逐时水平面太阳总辐射量。

4)由3)的结果，应用公式(2)或直接采用表1中的数据，计算得到当地实际气象年逐时法线方向太阳直射辐射量。

由于计算全年数据时的数据量很大，因此在计算2004年上海逐时太阳辐射数据时，所有的计算均由一笔者自编的计算机程序完成。由此得到的太阳辐射数据已经作为2004年上海逐时气象参数的一部分，应用于上海某高层建筑计算机能耗模拟与分析项目。

3结论

1.根据影响因子分析的结果，在忽略大气污染影响的前提下，水平面太阳辐射总量与大气层外水平面太阳辐射总量之间的关系只与云量相关。同样，法线方向太阳直射辐射量与水平面太阳辐射总量的关系也只与云量相关。

2.尽管在各个不同的云量水平下，水平面太阳辐射总量与大气层外水平面太阳辐射总量的比例系数，以及法线方向太阳直射辐射量与水平面太阳辐射总量的比例系数，都分布在一个相当宽的范围内，但是这些数据都很好地服从正态分布。

3.上述两个与不同云量水平相对应的比例系数，可以采用Hampel''''sredescendingM-estimator最大似然均值估计算法计算得到，这种算法能得到比算术平均更加接近真值的平均值。这两个比例系数的最大似然均值与云量的对应关系，可以很好地分别用一个二次三项式来拟合。

4.结合采用天文学公式计算得到的当地大气层外水平面逐时太阳辐射总量数据，以及从当地实际气象年的逐时天气状况中得到的云量数据，应用上述两个比例系数，就可以得到实际气象年的逐时太阳辐射数据。

5.由于本计算方法的基础是当地的典型气象年逐时太阳辐射数据和当地实际气象年的逐时云量数据，因此本方法可以适用于任何地点和任何年份的逐时太阳辐射数据计算。

参考文献

1.郎四维.建筑能耗分析逐时气象资料的开发研究.暖通空调.2002年第4期.

2.张素宁田胜元.太阳辐射逐时模型的建立.太阳能学报.1997年第3期.

3.王炳忠.太阳辐射计算讲座第一讲太阳能中天文参数的计算.太阳能.1999年第2期.

天文范文篇7

1.1太阳系第一天文结构常数：K1

由经典物理很容易推出（推导略）太阳系第一天文结构常数K1：

K1＝Vi2·Ri＝1.327124×1026（厘米3／秒2）

式中Vi为太阳系各行星轨道即时速度，Ri为各行星轨道即时半径。其中i＝1.2.3……9为九大行星编号。

1.1.1研究表明，K1与《物理量与天体物理量》（英·艾伦著，上海人民出版社）

中的“日心引力常数”：AU3（K’）2

AU3（K’）2＝G·M⊙＝1.327124×1026（厘米3／秒2）

数值完全相等（原文量纲误为：厘米2／秒）！式中G为万有引力常数，M⊙为太阳质量。

1.1.2显然，K1作为天文结构常数，它不仅对单一行星轨道不同位置（例如春、夏、秋、冬）都成立；而且在不同的行星（含未知行星及小行星）之间K1也都严格成立。读者有兴可自行计算验证（Vi2·Ri），很简单（略）！

1.1.3研究表明，由太阳系第一天文结构常数K1可直接推出开普勒第二及第三定律，并且包含开普勒定律；但开普勒定律并不晓得太阳系天文结构常数！因此开普勒定律只适用于单个行星自身轨道内部计算：即行星在轨道上（含椭圆轨道）单位时间内扫过面积相等，其量纲为：厘米2／秒。

1.1.4所以，太阳系第一天文结构常数K1（厘米3／秒2）在太阳系具有普遍意义：既可用来指导、修正天文观测；又可用来查找、发现新天体！这是开普勒定律无能为力的！也所以这叫重大发现！

1.2太阳系第二天文结构常数K2

K2＝Mi2Vi2Ri2/ri5

＝9.747×1049（克2／厘米秒2）

2.原子结构常数：KZ

研究表明，原子结构常数与太阳系第一天文结构常数雷同：

KZ＝V2·r＝Z×2.532626×108（厘米3／秒2）

天文范文篇8

关键词:天文主题;对比手法;展示设计

当下，博物馆学理念正在发生巨大转变，从“以物为中心”到“以人为中心”，旨在满足观众获得愉悦、知识和感悟的需求。如何让观众在参观的过程中，有效地收获“直接经验”，成为亟待解决的重要问题。就科技博物馆而言，关键在于知识的科普化，即展示设计中的直观化、可视化。科普展览应当巧妙运用设计的语言，深入浅出地介绍基础理论以及最新发现，让观众看得清、听得懂、记得住。天文学是一门既古老又年轻的学科，随着科技发展其研究内容日趋专业，“黑洞”“引力波”“系外行星”等热点新词层出不穷。但由于缺乏相关的知识储备，普通观众往往难以理解这些术语，知其然而不知其所以然。对此，我们不妨在科普展览中采用对比的手法，使得艰深的专业知识更为通俗易懂。

1对比的重要性

1.1什么是对比。对比是指两种事物相对比较，比如古今对比或新旧对比。对比手法是文学创作中常用的一种修辞方式，把两个相反、相对的事物或同一事物相反、相对的两个方面放在一起，进行对照比较加以描述和说明。展览中的“对比”与此类似，就是把相似或相反的事物展现在观众面前，让观众自发进行参考、比较，留下深刻而鲜明的印象。1.2为什么要对比。对于科技博物馆来说，由于不同观众群体的知识背景不同、参观目的不同，因此必须注重展示设计的普适性，以期让更多的观众接受和理解。运用对比手法，有利于显示事物的矛盾，突出被表现事物的本质特征，加强艺术效果和感染力。不仅能为观众带来强烈的感官冲击，而且使得信息传播的层次更加丰富多样。

2对比的方式及实例

2.1同一属性的定性对比。当对不同事物采用单一变量做定性比较时，事物本身的大小、长短、高低等属性差别便非常直观。这种对比在同一类型的多种事物间进行，并且由于是定性比较，故而需要有较大的属性差异（如同一个属性存在一个数量级上的差别），这样对比的效果才足够明显。在北京天文馆“宇宙畅游”展览的“太阳家族”展区中，观众将领略到太阳系大家庭中各个成员的风采。每个行星都有它独特的一面，比如水星的温差最大，金星的温度最高，地球最适宜生存，火星的地形最复杂，木星的体积、质量最大，土星的密度最小，而天王星是躺着自转的，海王星则众说纷纭，未有定论。如图1所示，“比大小”展项按照八大行星的实际大小，悬挂了八个等比例模型。显而易见，八兄弟的个头悬殊着实不小。此外，针对行星质量的对比，我们还特别制作了一个天平。天平的一侧放置七颗行星的模型，另一侧仅放置木星的模型，只见指针大幅偏向木星模型的那侧。该展项向观众传达了这样一个概念：木星是质量最大的行星，单个木星的质量远大于太阳系中其他七颗行星的质量之和。2.2同一属性的定量对比。对于某些事物的特定属性，可通过明确的数值得以呈现，如常见的长度、温度、质量等，以量化的标准比较不同事物的同一属性。在北京天文馆的“荧惑不惑———火星探秘”展览中，掀起了这颗红色星球的神秘面纱。如图2所示，从结构、直径、质量、重力、气温、大气成分、自转周期、自转轴倾角、公转周期、与太阳的距离等方面，将地球与火星的各个属性进行定量对比，帮助观众客观而准确地认识火星的基本情况。原来火星属于类地行星，直径约是地球的一半，质量约是地球的1/10，自转周期、自转轴倾角均与地球接近。在那里，大气既干燥又寒冷，地表沙丘、砾石遍布，由于重力较小，沙尘悬浮其中，常有尘暴发生。基于这些相同与不同，我们就可以展开合理的想象：未来如何改造火星，才能将它变为人类的第二家园。2.3同一事物不同角度的对比。宋代著名文学家苏轼在一次游览庐山时，写下了这样的诗句：“横看成岭侧成峰，远近高低各不同。”对同一事物，从不同的角度观察，将得到完全不同的结论。因而，想要认清事物的本质，就必须多角度观察，全面掌握情况。航天探测器装载了科学探测仪器，由运载火箭送入太空，飞近天体进行近距离观测，并下降着陆进行实地考察，采集样品进行研究分析。由于探测手段的革新、探测精度的升级，对于早期的天文发现往往会有翻天覆地的大变化。1976年，美国“海盗一号”探测器于火星表面拍摄了一张神奇的照片，看起来像是人脸的形状。“火星人脸”一经发现便震惊全世界，引起了诸多猜测，甚至有人认为它是火星智能生命存在的确凿证据。在北京天文馆的“荧惑不惑———火星探秘”展览中，“火星人脸”展项揭开了这个令人费解的谜团。面对“火星人脸”照片，观众可调整光线照射的角度，自由选择三组不同的光照环境，分别是右下方点光源（非人脸阴影）、左上方点光源（模拟人脸阴影）和正面全光源（山丘地形）。通过交互式体验，大家便明白“火星人脸”不过是太阳玩的把戏而已。事实上，这张照片显示了一个受侵蚀的岩石台地地形，所谓的“鼻子”和“嘴”只是岩石的阴影。2.4综合多感官体验的对比。自20世纪50年代，认知科学经历了从“离身”到“具身”的转换，逐渐回归身体本身，强调感觉、意向、情感等因素的认知价值。感知研究在人文与社会科学领域蓬勃发展，“多感官”的观念也影响着作为非正式教育场所的博物馆，带领参观者由“无作为的静观”走向“有情感的参与”。多感官体验是指通过创设情境，充分调动观众的眼、耳、鼻、口、肢体，引导观众运用视觉、听觉、嗅觉、味觉及触觉等获取信息，从不同角度、不同层面感知事物。天文学的研究对象大多看得见、摸不着，因为它们实在太遥远了，但有一种东西例外，那就是陨石。在北京天文馆“宇宙畅游”展览的“陨石部落”展区中，结合多感官学习法，我们设计了“真假陨石”展项。如图3所示，该展项设有一组三个样品，三者的外表近似，构成却各异。观众通过阅读展墙上的文字说明，尝试用眼思考、用手触摸、用脑思考，鉴别哪个是铁矿石，哪个是玻璃钢模型，哪个是真正的陨石。2.5较为隐晦的对比。天文学上，所用的数字通常极大或极小，比如衡量天体之间距离的长度单位———光年，其数值取自光在宇宙真空中沿直线传播一年时间所经过的距离，即9.46×108km。遇到这种“天文数字”，往往就需要采用较为隐晦的对比手法，把过大或过小的数字换算成观众熟悉的概念。在北京天文馆的“宇宙穿梭”展览中，“宇宙演化”展项借助“宇宙日历”的形式，将宇宙自诞生以来137亿年的历史压缩，在一年的时间跨度之下列出各个月份发生的标志性事件，描绘宇宙在漫长岁月里走过的风风雨雨。

3结语

近年来，北京天文馆推出了一系列天文主题科普展览，无论设计理念、陈列形式还是展示手段，都具有一定的超前性。根据人们认识天文的规律，由近及远，从局部到整体，既有深度，又有广度，以激发观众对宇宙的好奇心和求知欲为首要目的，为国内外最新天文发现、重大天文活动提供了一个宣传推广的窗口。我们试图换位思考，从观众的角度出发，在保证科学性的基础上，不断强化趣味性、互动性，将天文与艺术、技术融为一体，让观众在学习知识的同时感受宇宙之美。

参考文献

[1]李冰.北京天文馆新馆展览[J].天文爱好者，2004（11）：3-5.

[2]李冰.北京天文馆新馆展览设计制作简介[J].天文爱好者，2006（9）：62-65.

[3]喻京川.快乐探寻宇宙奥秘———北京天文馆新馆展览设计艺术谈[J].天文爱好者，2006（10）：54-55.

[4]“宇宙畅游”展览喜迎宾客[J].天文爱好者，2015（7）：84-86.

[5]快来北京天文馆“宇宙探秘”吧[J].天文爱好者，2017（2）：79-81.

天文范文篇9

1.1太阳系第一天文结构常数：K1

由经典物理很容易推出（推导略）太阳系第一天文结构常数K1：

K1＝Vi2·Ri＝1.327124×1026（厘米3／秒2）

式中Vi为太阳系各行星轨道即时速度，Ri为各行星轨道即时半径。其中i＝1.2.3……9为九大行星编号。

1.1.1研究表明，K1与《物理量与天体物理量》（英·艾伦著，上海人民出版社）

中的"日心引力常数"：AU3（K''''）2

AU3（K''''）2＝G·M⊙＝1.327124×1026（厘米3／秒2）

数值完全相等（原文量纲误为：厘米2／秒）！式中G为万有引力常数，M⊙为太阳质量。

1.1.2显然，K1作为天文结构常数，它不仅对单一行星轨道不同位置（例如春、夏、秋、冬）都成立；而且在不同的行星（含未知行星及小行星）之间K1也都严格成立。读者有兴可自行计算验证（Vi2·Ri），很简单（略）！

1.1.3研究表明，由太阳系第一天文结构常数K1可直接推出开普勒第二及第三定律，并且包含开普勒定律；但开普勒定律并不晓得太阳系天文结构常数！因此开普勒定律只适用于单个行星自身轨道内部计算：即行星在轨道上（含椭圆轨道）单位时间内扫过面积相等，其量纲为：厘米2／秒。

1.1.4所以，太阳系第一天文结构常数K1（厘米3／秒2）在太阳系具有普遍意义：既可用来指导、修正天文观测；又可用来查找、发现新天体！这是开普勒定律无能为力的！也所以这叫重大发现！

1.2太阳系第二天文结构常数K2

K2＝Mi2Vi2Ri2/ri5

＝9.747×1049（克2／厘米秒2）

其重要物理意义及推导请浏览：

/~stcq/download/01020501/01020501.doc

2.原子结构常数：KZ

研究表明，原子结构常数与太阳系第一天文结构常数雷同：

KZ＝V2·r＝Z×2.532626×108（厘米3／秒2）

天文范文篇10

中国古代关于“天文”“灾异”的记录，不仅源远流长，而且数量大、可靠性强，具有系列长、连续性好、内容多样等特点，因而为当代的自然科学的一些学科提供了宝贵的历史数据。最有名的例子在天文学上，席泽宗等人对中国古代“客星”记录的整理与研究，为现代天体物理学上恒星演化理论提供了极有力的证据。另外还有日月食、五星掩犯、流星雨等记录也引起了现代天文学上的兴趣。在气象学上研究气候长期变化、在地震学上预报地震、在医学上研究环境与流行病的关系等等，都可能从这些记录中发现有用的证据，所以有人提出“历史自然学”的概念，就是指这种利用历史上关于“天文”“灾异”等自然现象的记录来进行相关自然科学的研究。[1]

尽管这样的研究很有意义，但它不是本文的研究目的。本文的兴趣还是在于“天文”“灾异”之学与社会政治的关系。古人记录观察和记录这些现象，其目的肯定有别于现代相关的自然科学，也不是为后人所谓的“历史自然学”提供数据。就算是提供了有用的数据，也是在古人意料之外，不应被看作是古人从事这种知识活动的目的。本文要探讨的问题是：中国古代为什么对“天文灾异”这种知识这么重视？古代对“天文灾异”有什么样的论说？这种知识活动与社会政治之间有着什么样的关系？

这些并不是全新的问题，其实在中国天文学史的研究中，这样的问题早就提了出来。李约瑟(JosephNeedham)早就提出中国古代天文学具有“官方”性质，因而在儒家政治统治力极强的官僚社会具有重要的政治意义。席文(NathanSivin)也在上世纪六十年代初就强调了中国古代天文学的政治学目的。后来有更多的学者，如古克礼(ChristopherCullen)、黄一农、江晓原等都对中国古代的“政治天文学”有所研究，其中江晓原的《天学真原》一书，是对这一问题进行系统阐述的尝试，着重讨论“天学”[2]与社会、文化的关系。这些研究为我们研究“天文灾异”之学提供了一些思路，本文将进一步从科学社会学的角度对历史的真实情境做一点具体的、经验性的研究。

本文将探讨北宋时期关于“天文灾异”的论说。北宋时期中国社会经历了重大的经济与政治改革，社会思想发生着重要的变化。北宋重文轻武，文人得到重视，可以通过科举进入统治阶层。士大夫对国家盛衰安危有着强烈的忧患意识，希望通过革新政治来改变国家“积弱积弊”的局面。为了推动改革，北宋的士大夫们想到了从当时的主要学问“经学”中去找思想依据，提出了“通经致用”的学术理想。“天文灾异”学说也是传统经学中的一部分，因而在新的学术思潮下必有新的表现。北宋时期的统治阶级内部的政治斗争，主要表现在改革派与保守派之间的权力斗争，这在王安石新政时期表现尤为突出。改革派支持改革，保守派反对改革，双方都要在思想学术中为自己的主张找到依据。其中一种表现是，他们都对“天文灾异”进行论说，都在特殊的政治形势下利用特殊的“天文灾异”现象为其政治行动服务。本文将首先讨论“天文灾异”之学在古代知识体系中的位置，说明为什么这种知识活动会被认为是一项重要的学术活动。其次，本文要讨论在北宋的思想运动中，经学风气的变化，人文世界观的变化，使“天文灾异”论说产生了什么样的变化。最后，我们要通过王安石变革过程中一次彗星天象所引起的关于新法的种种非难和辩护，讨论“天文灾异”之学与社会政治的关系。

一、天文灾异的学术传统

“天文灾异”受到重视，不是仅用古人对自然界奇异现象的好奇心所能解释的。“天文灾异”作为一种话语出现，要有三个基本要素。首先它必须是一门学科，是古人知识体系中的一个重要方面。其次要有关于这种知识的评论，即要有一定的理论对其进行解释，并且各家学说之间互有争论和批判。最后就是要有学者参与这种讨论，并认为这对他们来说是非常重要的活动，事关他们的学术地位和政治理想：要使某种政治见解为人接受，就必须在相关的学术上取得权威性。

“天文灾异”实际上是儒家“经学”传统的一部分。儒家经典主要有《诗经》、《尚书》《周礼》、《易经》和《春秋》。从汉代以来，它们就被列为经典，并建有专门的经学，其中至少后四种经学是涉及“天文灾异”的。《春秋》是孔子编定的一部西周编年史，其中记录了日食、彗星、山崩地震等自然现象和比较严重的灾害，这暗示了自然界的这类变异和人类社会政治事变有着某种联系。汉代的董仲舒对这种思想进行了明确的阐述。他用阴阳学说对《春秋》中的天文、灾异进行了论说，提出了“天人感应”的学说。董仲舒的天人感应，首先是认为“天”出于对人君的仁爱，会以灾异谴告的形式对国家政治的过失提出警告。所谓“灾者天之谴也；异者天之威也。谴之而不知，乃畏之以威。…凡灾异之本，尽生于国家之失。”[3]但是，董仲舒的天人感应又有另一方面，就是认为天与人之所以能够相互感应，是因为“天人相副”、“天人同类”；从基本组成，到结构功能，乃至情感欲望，天人都是同类的。这就使其“天人感应”说建立在天、地、人相互对应而成一个统一体的宇宙观之上。这种“天人合一”的宇宙观可以说是“天文灾异”论说的哲学基础。董仲舒以《春秋》为本，以历史比附的方法说灾异，这实际上把儒学传统中的最重要的学问之一—史学与“天文灾异”之学联系了起来，“天文灾异”成了史学的一部分。

《易经》是对中国古代学术思想影响最大的一部儒学经典，它为中国人描述自然和人类社会提供了一种普遍的概念库[4]。《易系辞下》说：“古者包牺氏之王天下也，仰则观象于天，俯则观法于地，观鸟兽之文，与地之宜，近取诸身，远取诸于物，于是始作八卦，以通神明之德，以类万物之情。”[5]取象类比，是《易经》的基本特征，也是用易学研究自然与社会的基本方法。顾名思义，易学特别强调自然界的变化，因而对各种变异自然比较重视。同样也是在汉代，易学被孟喜、京房等发展成一种阴阳灾异学。他们提出“卦气说”，把《易经》的六十四卦与一年的节气相配合，建立了一种自然宇宙变化的秩序。但是自然又不可能完全按照固定的秩序变化，所有在正常秩序之外必有非常的变化，这种非常的变化就被看作是“灾异”。这样，风雨寒温等气候的异常变化，都被认作是灾异谴告。这实际上是发展了一套较董仲舒更为细致的天文灾异说。灾异现象的范围大大扩大，不一定专指那种特别奇特的自然现象如日食、彗星、地震等。灾异谴告所涉及的人事也不再局限于国家大政，而是可以涉及到个人的政治见解。这样，以易学为主导思想的灾异学说，可以被运用到官僚之间的政治斗争中。当有人对某种政治措施或见解表示不满时，就可以借灾异提出批评或反对意见。这使得灾异学说成为政治斗争的工具。

我们再来看另一部重要的儒学经典《尚书》。《尚书》是一个上古政治文书的汇集，编纂的目的大概是为后人提供施政的范例。但此书中的相当一部分内容，是劝说君王要重视“历象日月星辰，敬授人时，”即要重视天文历法的研究，使人民能够按照时令去安排生产与社会活动。这种按照自然界的物候时令来安排人间事务的思想成了中国古代社会活动的一种组织方式。作为一个以农业经济为主国家，按季节从事农业生产是头等大事，而且效果会很好。这就使人们相信，其它的事务，如宗教祭祀等活动，最好也要按照“月令”进行。这种“月令”思想在汉以前其它一些著作有更详细的发挥，如《吕氏春秋·十二纪》、《礼记·月令》、《淮南子·时则训》等。天文历法因为事关人类社会中最重要活动如农业生产活动，因而也就是最大的政治。如果国家和人民生活按照“月令”进行，那人和自然的关系就是和谐的关系；如果不按“月令”进行，那人和自然的关系就不和谐，自然和人类社会就会出现各种怪异。可见“月令”为人类生活提供秩序的同时，也为“天文灾异”学说提供了理论根据：违背秩序就是非常，必将导致怪异。

《尚书》中尤为经学家们重视的是《洪范》一章。汉代董仲舒说服汉武帝独尊儒术之后，经学便特别强调经世致用，即所谓强调“以经术缘饰吏治”，提出以《春秋》断案，以《诗》三百当谏书，以《禹贡》治河等等[6]。在通经致用方面，经师们谈得最多的就是《洪范》灾异之说。儒学的根本精神，就是试图为封建王朝建立长治久安之策。董仲舒提出的“天人感应”的“灾异谴告”说，可以说是劝告君王实施开明政治的最有力的工具。董仲舒之后，汉代言灾异的经学家可以说是层出不穷。《汉书·眭两夏侯京翼李传·赞》说：“汉兴，推阴阳言灾异者，孝武时有重仲舒、夏侯始昌，昭、宣则眭孟、夏侯胜，元、成则京房、翼奉、刘向、谷永，哀、平则李寻、田终术，此其纳说时君著明者也。”其中刘向等特别重视《尚书·洪范》。刘向作《洪范五行传论》，用五行理论对灾异学说又一次进行了系统的阐述。这样就建立了与董仲舒的《春秋》灾异学以及与京房的“易学”灾异学形式上完全不同的“五行”灾异学。这几种不同的有关“天文灾异”的论说，都是从儒家的“经学”中发展出来。后来的“天文灾异”论说，大致不出这三种形式。但就是因为所依据的经典不同，就足以引起种种论争，这在后面我们还要讨论。

具体论述实现儒家统治理想的经典要算是《周礼》了。《周礼》可能有一部分是西周官制的实录，但总的来说，是一个理想化的官僚制度的描述。经学家们要“经世致用”，其最终目的就是要按照他们认定的理想政治模式来治理国家，官制是政治模式之一大端。西汉末，王莽就是运用这样的“经世致用”，大谈灾异感应之说，谶纬之说，五德终始五行相生之说，把自己装扮成当代周公，为其篡夺汉家统治提供理论根据。这时《周官》制度自然就成为最崇尚的官僚制度了。王莽“受禅”仪式，就是一班公卿、大夫、博士等根据《周官》和《礼记》等书议定的。[7]我们后面还要提到，北宋时王安石推行新政，也是从《周官》来找合法性依据。

就是在这样一个理想的官制中，我们看到有“保章氏”一职：

掌天星以志星辰、日、月之变动，以观天下之迁，辨其吉凶。以星土辨九州之地，所封封域，皆有分星。以十有二岁之相，观天下之妖祥。以五云之物，辨吉凶、水旱降丰荒之祲象。以十有二风察天地之各,命乖别之妖祥。凡此五物者,以诏救政、访序事。[8]

由此可见，对“天文灾异”观察，也是官僚政治活动中的一个重要部分。

从以上的讨论我们可以看到，关于“天文灾异”的学问，实际上是儒家“经学”的一部分。儒家要做到“经世致用”，就必须使其学术明确地为政治服务。但为政治服务并不一定与追求“客观知识”相矛盾。要使政治主张有更强的说服力与合法性，就必然要借助学术的权威，而学术的权威则来自对自然与社会的“正确”认识。中国古代对自然与社会的认识，主要是建立在“天”、“地”、“人”相互对应、无所不包、统一和谐的宇宙观上。这种宇宙观重视“统一”、“秩序”与“和谐”，但同时又对“不统一”、“非秩序”、“不和谐”的现象特别敏感。好像只有通过对后者的观察与研究才能达到前者的境界。也就是说，要通过观察“非常”现象以达到对“有常”规律的认识；要通过对“灾异”的警觉以及相应的补救措施来维持天人之间和谐状态。这就使得《易》的变化哲学成为中国人受其影响最深的哲学，中国人无时无刻不在注视甚至期望自然与社会中的变异。所以“天文灾异”学说，也就成为这种哲学世界观指导下的知识活动中一个必不可少的部分。

李约瑟倾向于把这种探索“自然”的知识活动视为道家思想或道教的专长，其实从我们上面的讨论已经可以看出，对“天文”“灾异”等自然现象的研究同样受到儒家的重视。正是因为儒家把这种学问与政治结合起来，才使其受到充分的重视。下面我们要看这种“天文灾异”之学在宋代的社会政治中起到了什么样的作用，得到怎样的发展。

二、北宋新经学中灾异观的转变

一个皇朝建立之后，都面临着要证明其存在的合法性与合理性的要求，北宋也不例外。一方面要通过礼仪、祭祀、神道设教等来证明其权力的来源是“奉天承运”，另一方面也需要通过知识和学术文化的建设来支持[9]。宋朝在“马上得天下”后，从太祖天始就特别重视以“文”来治天下。最关键的措施就是通过教育与科举选拔有知识的文人进入官僚机构，为国家服务，从而形成了以“文人”为主体的知识阶层与统治阶层。知识就意味着权力，知识必然是要为政治服务的。知识需要学术来带动，那么什么样的学术才是具有权威性的学术？

汉唐以来的学术就是“经学”，宋代同样也不能跳出其巢臼，经学仍然是最高的学问。但是宋代的经学与汉、唐相比，发生了重大的变化。汉唐经学注重经典与名物训诂，以阴阳五行解经，宣扬“天人感应”。学者笃守家法，只知尊经崇传。唐高宗永徽四年（653）颁行孔颖达《五经正义》，主张“疏不破注”，必须恪守传注疏义，不得越雷池一步。宋初的情况依然是如此，宋初重新校刊儒学经典，《五经正义》也在其列。学子习经以备科举，只是对经文注疏死记硬背，并不能真正理解经义。经文注疏越来越繁琐，学者的知识也就越来越脱离经世治国的实际。这种情况引起了越来越多的学者与政治家的不满，到宋仁宗庆历年间，受所谓“古文运动”的推动，经学的风气开始发生重大的转变。

首先，北宋的新经学开始突破经传，强调对本经的义理的阐发，又进一步从义理出发，表现出疑古的学术态度。如古文家苏洵提出，要得到经之本义，必须要“斥末而归本，援经而击传。”[10]欧阳修则以为经古文不足为训，今文经学尤为荒诞不经。他说，“自秦汉以来，诸儒所述，荒虚怪诞，无所不有。”他认为汉以来名儒的注疏，多惑于谶纬异说，为“非圣之书。”他指出，求六经本义必须质诸于“人情”，“圣人之言，在人情不远。”所谓“人情”，当是指常人可以理解的情理，不是那种神秘主义的谶纬之文。王安石则认为，先王圣人之言为经，后世流传的经文并不完全是“圣人之言，”因此经学的目的不是沿续后世习俗传统，而是要“法先王意。”其结果是对经文的新解释，以满足现实的需要。王应麟在《困学纪闻》卷八“经说”对宋代的经学有一个简短的总结：“自汉儒至庆历间，谈经者守训故而不凿，[刘敞]《七经小传》出而稍尚新奇矣。至[王安石]《三经义》行，视汉儒之学若土梗。自庆历后，诸儒发明经旨，非前人所及。然排《系辞》，毁《周礼》，疑《孟子》，讥《书》之“胤征”、“顾命”，黜《诗》之序，不难于议经，况传注乎？”[11]庆历之学改变了经学的学风，体现了宋学的疑古的新时代精神，古文家在其中的推动作用尤为突出。

其次，北宋经学要通经致用，特别强调社会、政治改革。提倡改革，力求创新，一时成为宋儒的学术精神。欧阳修、王安石等古文家，说是要“复古”，实际上是要摒弃流俗传统，借“先王意”来阐发新见解。这在王安石表现得尤为明显。王安石撰《周官新义》，按《四库全书提要》，“安石之意，本以宋当积弱之后，而欲济之以富强，必为儒者所排击，于是附会经义，以钳儒者之口。”说明王安石的新经义是为变法提供学术和理论上的依据。这里说王安石“附会经义”，是否定的说法。正面的说法就是按新思想去理解经的本义。王安石是改革家，借经学提倡变法自不待言。而那些反对王安石变法的人也无时不在谈变革，他们反对的只是变法中具体的措施，并不反对变革的精神。他们同样认为改革是必须要进行的，而且也是从经学中找到依据。如理学家程颐、程颢，他们虽然观点不同于王安石，但也提倡变革。他们解释《易》中《革卦》，这样说道：“推革之道，极乎天地变易，时运终始也。天地阴阳推迁改易而成四时。万物于是生长成终，各得其宜，革而后四时成也。时运既终，必有革而新之者，王者之兴，受命于天，故易世谓之革命。汤武之王，上顺天命，上应人心，顺乎天而应乎人也。天道变革，世故迁易，革之至大也。”“观四时而顺变革，则与天地合其序矣。”[12]社会人事也要像“天道变改”一样，随时而变革。程颐说：“三王之法，各是一王之法，故三代损益文质，随时之宜。”[13]他们通过对《易》的新解释，他们把变革说成是“天地之道，”所以是非改不可。可见易学这样一门经学，即便是在后来趋于保守的理学家看来，也可以为变革提供理论依据。

宋代经学中表现出来的另一个重要的思想就是对所谓“天命”的怀疑。“奉天承运”、“君权神授”、“天人感应”等思想，是汉以来经学的重要指导思想，具体的表现就是用阴阳、灾异、谶纬等解经。宋代学者对“天命”表示怀疑，或认为其不可测，所以强调“人情”、“民心”。讲学是宋代经学的一种风气，孙复、石介、胡瑗等在各地讲学，都开始对经籍提出新解，提倡明体达用。[14]胡瑗撰《洪范口义》二卷，系针对汉代阴阳灾异的解释而发。他阐释“天锡洪范”是帝尧所赐，而非天命神龟所赐；反对汉儒阴阳五行妄说，把它作为历史事件解释。虽然还沿用天人合一说，但精神本质已不一样，强调的是“人”，而不是“天”。他解释为什么“庶征”在“稽疑”之后说：“夫龟筮共从于人，神明胥契其道，则庶征莫不至。”[15]只要人事做好了，各种好的征兆自然就会到来。二程也说，“圣人创法，皆本人情。”天命观的变化，必须涉及与之相关的天文灾异论说。而欧阳修则对“天命观”提出了最大胆的怀疑，对宋代的天文灾异论说产生了巨大的影响。

在欧阳修看来，朝代兴盛，并非天命，天命不可知，惟谨人事而已。他对天命的这种看法，在他主持撰修的《新唐书》中得到了充分的体现。《新唐书》各卷之后的“赞”，大多为欧阳修的亲手笔。在《高祖本纪》后的“赞”中，欧阳修提出，自古帝王受名，其统治有长有短，说明“天命岂易知哉！”关键在于兢兢自勉，用好的的制度纪纲进行维持，这样就自然有德，而“自古受命之君，非有德不王。”所以“天命”实际上在于“人事”。这种思想落实到经学上，就是疑古，就是坚持要通过“人情”来理解经典。如果经疏用阳阳、灾异、谶纬等神秘的违背常情的东西来解释经典，那一定是妖言异说，不是说经，而是“乱经。”欧阳修著有《诗本义》，提出要正本清源，以意逆志，求诗人之意，达圣人之志，其中对郑《笺》中的谶纬成份提出批评。例如，《商颂·玄鸟》：“天命玄鸟，降而生商。”郑玄解为“吞鸢卵而生契。”欧阳修质之以人情事理，认为“人必因父母而生，非自生也。…无人道而生子，与天自感于人而生之，在于人理皆必无之事，可谓诬天也。”[16]在《易童子问》中，他指出：“何独《系辞》，《文言》、《说卦》而下，皆非圣人之作。”“十翼”中的六篇被他认为是非圣人之作。[17]这一论断，石破天惊，连他的得意门生曾巩（字南丰）、苏轼（字东坡）也都难以置信。宋王应麟《困学纪闻》卷一易云：“欧阳公以《河图》、《洛书》为怪妄。东坡云：‘著于易，见于论语，不可诬也。’南丰云：‘以非所习见，则果于以为不然。是以天地万物之变，为可尽于耳目所及，亦可谓过矣。’苏、曾皆欧阳公门人，而论议不苟同如此。”[18]

欧阳修这种对“天命”的大胆怀疑，表现在灾异观上，就是对“灾异谴告”说某种程度上否定，认为日食、星变等怪异虽然不能断然否定，但不认为它们与直接与人事相关。这又表现在他的史学观上，他撰写历史，重人事，轻天命，承孔子“不语怪力乱神，”认为董仲舒、刘向、刘歆等的天人感应说，是“曲说以妄意天。”所以他说：“予述本纪，书人而不书天。”而在《新五代史》中，他一改汉以来书史必言“五行”的做法，干脆就没有包括“五行志”一章。但毕竟经学中有涉及灾异的内容，一概削去在当时似也难被接受，所以在稍后编撰的《新唐书》中，他做了一些折衷，保留《五行志》，但编纂原则是“著其灾异，而削其事应。”对此欧阳修这样解释道：

圣人不绝天于人，亦不以天参人．绝天于人则天道废，以天参人则人事惑，故常存而不究也．春秋虽书日食、星变之类，孔子未尝道其所以然者，故其弟子之徒，莫得有所述于后世也．”所以他强调要修吾人事：“人事者，天意也．书曰：「天视自我民视，天听自我民听．」未有人心悦于下，而天

意怒于上者；未有人理逆于下，而天道顺于上者．[19]

欧阳修对于天文灾异这种“不绝天于人，亦不以天参人”的做法，表现出了对灾异说的怀疑，为当时大多数提倡改变的古文政治家所采纳。但这并不是说，宋代一下子就把这种“天人感应”的灾异说扫除了。事实上，“天命”、“灾异”等观念在人们思想中根深蒂固，随时都会泛滥。如宋真宗时大搞神道设教，搞封禅，修宫观，举国骚然。王钦若、丁渭等在士大夫中刮了一股奏祥瑞、献赞辞的妖风。这是宣扬天命的另一种做法，把某些怪异说成是祥瑞，而不是“灾异”，但本质是一样的。又由于“天命”、“灾异”等事关政治，所以不同政治见解的人有不同的看法，因此，在不同的政治背景下，关于天文灾异的论争就会不断出现。下面我们要叙述的就是发生在王安石变革中的争论。

三、王安石变法与天文灾异论说

北宋重视知识，重视人才，通过科举吸收了大批知识分子进入官僚机构，形成了士大夫阶层。这些士大夫们很多是从一般平民出身，凭借其知识与学问而步入领导阶层。知识分子真是可以实现儒家所谓“修身治国平天下”的宏大理想了。这样的士大夫，他们对国家与社会往往有强烈的忧患意识，而且自我的信心也很足。国家的兴衰安危，好像就是他们的职责。如范仲淹就是从平民成为宰相，他的“先天下而忧而忧，后天下而乐而乐”不朽名言，实际上就是北宋一代士大夫知识分子的社会责任感与思想抱负的写照。一个学者，即便是没有官职，他都可以直接向皇帝上书，批评政治得失，提出改革意见，如苏洵就这样做过。这说明知识和学术本身就已经成为某种权威，统治者对此不能不予以重视。如前所述，改革与创新是北宋学者的共识，因为只有通过改革，才能实现富国强兵的社会理想，也只有通过提出改革建议，才能施展他们个人的政治抱负。所以在北宋，知识分子谈论最多的就是“变革”与“新”，我们可以见到无数的以“新”为标榜的著作与主张。所以“改革”可以说是北宋一个时期的思想大势。

然而在现实生活中，改革决非易事。北宋学者，不管是“古文家”还是“理学家”，不论是“新学”派还是“蜀学”派，在学术与理论上都可以有改革的积极主张，但是当涉及到具体的改革时，情况就不那么简单。宋仁宗庆历年间，范仲淹主张政治改革，实行所谓的“庆历新政”，但“新政”很快就在旧势力的阻挠和政敌的反对中失败了。到了宋神宗熙宁年间王安石推行改革时，不但旧的保守势力反对他的新政，就连过去思想上比较倾向于改革的一些学者（如程颢）也转而反对新政。这里边政治斗争的复杂性可想而知。不同的政治主张最终导致不同的学术见解，而学术争论就会在政治斗争中展示出来。

熙宁元年（1068年），宋神宗赵顼即位。神宗要做有为之君，想通过厉行政治改变“积贫积弱”的国势，于是起用王安石，由翰林学士而参知政事，实为宰相。王安石历来提倡改革，早在嘉祐四年（1059年）向宋仁宗写了一封长达万言的《言事书》，提出要“变风俗”，“改法度”，他又做过多年地方官，有试行一些新政治措施的经验，于是他在宋神宗的支持下，开始推行大胆的改革措施。王安石的新法，主要是一些经济改革措施，包括青苗法、均输法、水利法、免役法、市易法和方田均税法，另外还有一些教育、科举、军事上的改革。王安石变法，是20世纪以前中国历史上规模最大的改革之一，有学者甚至把它与现代资本主义制度相比附[20]。但是这场变革在当时并不是很成功，遇到了保守派与顽固势力的极力阻挠，引起了激烈的政治斗争。其中斗争的一种方式就是关于天文灾异的论争。

王安石变革，是在“法先王之意”的旗号下，来实现他自己的适应现实状况的革新的意图。“先王之意”如何去证明？王安石同样需要用经学来证明。于是王安石提出了一套新经学，其基本用意就是为改革做思想准备，其方法就是按常情而不是按神秘主义的东西去解释经的本义，这同欧阳修等古文家们的治经方法是一致的。王安石在熙宁三年（1070年）改革科举考试办法时，罢诗赋而改试“经义”，把《诗》、《尚书》、《周易》、《礼记》列作考试的经典，他还主持撰有《诗》、《尚书》、《周礼》三经的“经义”，颁于学馆，作为举子们的必读书目。但是有一点值得注意，就是王安石不把《春秋》列举在考试的经典之内。董仲舒以来的儒家们，多把《春秋》的地位放在其他诸经之上，其中借《春秋》而发挥的阴阳灾异说，影响更大。王安石轻视《春秋》，显然是因为他对《春秋》灾异学不以为然。而反对王安石变革的保守派领袖司马光却更重视《春秋》，他编撰《资治通鉴》，实际上就是续《春秋》，表现出他重史、重传统的学术倾向，而这也是当时大多数保守派的倾向。

王安石变法时，提出了“三不足”的口号，即“天变不足畏，人言不足恤，祖宗之法不足守”，表现出了藐视传统流俗，锐意改革的决心。其中“天变不足畏”，反映了王安石对灾异说的看法，是针对借灾异而反对变法的论调而发。王安石开始变法时，那些代表官绅豪强大地主阶层的保守派的官僚士大夫们，全都拿“天变”来向宋神宗进行恐吓，企图阻止变法。御史中丞吕诲，在熙宁二年就上疏弹劾王安石：

臣究安石之迹，固无远略，唯务改作，立异于人。徒文言而饰非，将罔上而欺下，臣窃忧之。误天下苍生，必斯人矣。伏惟阶下图治之宜，当稽于众。方今天灾屡见，人情未和，惟在澄清，不宜挠浊。如安石久居庙堂，必无安静之理。[21]

吕诲要把“天灾屡见，人情不和”归咎于变法，从而制止变法。但他弹劾王安石并没有得逞，于是又宰相富弼，在熙宁二年罢相离任时对神宗说，王安石“所进用者多小人”，以致天降责罚，“诸处地动、灾异”，所以“宜且安静”，不宜改革。和司马光一同做翰林学士的范缜，在熙宁三年正月了上疏说：

今以盗跖之法而变唐虞不易之政，此人情所以不安，而中外尺疑也。陛下以上圣资，励精求治，宜先道德以安民心，而服辊夷。有司乃皇皇于财利，使中外人心惊疑不安，臣恐四夷有窥我也。乃者天雨土，地生毛，天鸣，地震，皆民劳之象也。惟陛下观天地之变，罢青苗之举，归农田水利于州县，追还使者，以安民心而释中外之疑。[22]

这是借灾异、天变对王安石青苗法、水利法及对外政策进行攻击。做御史的程颢，虽然有改革的思想倾向，但对王安石的新政也持反对态度。他先于三月四日上《谏新法疏》，反地苗等法，接上又于四月十七日再上疏说：

天时未顺，地震连年，四方人心日益摇动，此皆陛下所当仰测天象、俯察人事者也。[23]

保守派们反对变法，都是借灾异来危言耸听，仿佛新法不止，天变、灾异就会连连不止。

面对保守派借灾异而发起的围攻，王安石必须要对此做出回应。王安石指出，“灾异皆天数，非关人事得失。”[24]事实上，他早在嘉祜八年前后就撰有《洪范传》，在经学上为他的观点找到了根据。《尚书洪范》“咎征”中有“狂恒雨若”、“僭恒旸若”等语，董仲舒、刘向等汉儒把“若”字解释为“顺”字，意思是说，人君如行为不正，上天就会相应地“顺”之以灾异，灾异的形式是与不正的行为相对应的。王安石在《洪范传》中，把“若”解为“犹如”，而不是如汉儒所说为“顺”，这样便对洪范“念用庶征”作了新的解释。他说，

言人君之有五事，犹天之有五物也。…天者固人君所当法象也，则质诸于彼以验此，固其宜也。然则世之言灾异者，非乎？曰：人君固辅相天地以理万物者也，天地万物不得其常，则恐惧修省，固亦其宜也。今或以为天有是变，必由我有是罪以致之；或以为灾异自天事耳，何豫于我，我知修人事而已。盖由前之说，则蔽而葸；由后之说，则固而怠。不蔽不葸，不固不怠者，亦以天变为己惧，不曰天之有某变，必以我为某事而至也。亦以天下之正理考吾之失而已矣，此亦“念用庶征”之意也。[25]

王安石这里要说明的是，对天变畏惧固然可以，但没有理由把某个具体的天变（“是变”）与某项具体的过失（“是罪”）直接联系起来。王安石指出，若是君王既“狂”又“僭”，“则天如何其顺之也？”意思是水、旱是矛盾的，不可能同时“顺”“狂”与“僭”。在他看来，天变与否，并不相关，重要的还是“修人事”，这才是真正的“念用庶征”的意思。这样，王安石就通过对“经义”新解释对灾异说进行了巧妙的回应，意思是即便有天变，也不能归咎于新政。如果真是要重视天变，那就应该改革政治，以顺应人情民欲。所以他接着又说：

‘庶民惟星，星有好风，星有好雨’，何也？言星之好不一，犹民之欲不同。星之好不一，待月而后得其所好，而月不能违也，庶民之欲不同，待卿士而后得其所欲，而卿士不能违也，故星者，庶民之征也。

‘月之从星，则以风雨’，何也？言月之所好恶不自用而从星，则风雨作而岁功成，犹卿士之好恶不自用而从民，则治教政令行而王事立矣。书曰：‘天听自我民听，天视自我民视。’夫民者，天之所不能违也，而况于王乎，况于卿士乎？[26]

本来是学术上的对个别字义的解释，居然会对导致截然不同的灾异观，从而成为不同政治主张的理论依据，可见经学与政治关系之密切。守旧派也利用《尚书》写出自己的著作来和王安石作斗争。范纯仁作《尚书解》，以为《尚书》“其言皆尧、舜、禹、汤、文、武之事也，治天下无以易此，”意思就是反对新法。苏轼是欧阳修的门人，政治上倾向于改变，但主张“渐变”，强调“人治”，在政见上每于王安石等变法派不同，所以他也撰《书传》，在学术上与王安石立异。程颐为洛党之首，则从理学角度反王学，撰有《书说》。反王的大守旧派文彦博撰《二典义》，其中新义不多，只是为反王说而作。见于《宋史·艺文志》及《经义考》的反王著作，尚有下列一些：曾肇《尚书讲义》八卷，吕大临《书传》十三卷，张庭坚《书义》，杨时《书义辨疑》一卷（《三经义辨》之一，专为驳王氏父子而作），《尚书讲义》，孔武仲《书说》十三卷（《东都事略》载他为元祜党人），孙觉《尚书解》十三卷等。其中杨时不仅在学术上反王，更主要是在政治陷害王的学术成就。他在宋钦宗时任国子祭酒，把蔡京蠹国病民致国家于危亡之罪，全归咎于王安石，上疏说：“京以继述神宗为名，实挟王安石。…今日之祸，实安石有以启之。谨按安石挟管商之术，饰六艺以文奸言，…当时司马光已言其害。”[27]一门经学，其论争搞得如此轰轰烈烈，原因就是它可以用来传达不同的政治见解。

除了著书立说，保守派还使用其它方式对王安石的变革理论进行攻击。熙宁三年（1070），翰林院正要对于谋求“馆职”的李清臣等进行考试，翰林学士司马光拟了这样一道“策问”：

今之论者或曰：“天地与人，了不相关，薄食、震摇，皆有常数，不足畏忌。祖宗之法，未必尽善，可革则革，不足循守。（庸人之情，喜因循而惮改为，可与乐成，难与虑始。纷纭之议，不足听采。）”意者古今异宜，《诗》、《书》陈迹不可尽信耶？将圣人之言，深微高远，非常人所能知，先儒之解或未得其旨耶？愿闻所以辨之。[28]

这里司马光显然是要借“策问”来对变革之论进行驳斥，为其反对变革的主张制造舆论。虽然这道题目还是被神宗否定了，并批令“别出策目，试清臣等，”但神宗还是对此事不能释怀，次日就召王安石训问一番，对改革表现出疑虑与信心不足，尤其对“天变不足畏”的说法，表示不能接受。王安石则回答说：“陛下躬亲庶政，无流连之乐‘荒亡之行，每事惟恐伤民，此即是畏天变。”[29]保守派的这一招，实际上达到了动摇神宗支持改革的决心，从而达到了他们反对变革的目的。

在王安石推行新政的八年中，这种借天变、灾异来反对改革的论调可以说是层出不穷，给具体实行改革造成了极大的阻碍。由于保守派的反对和消极抵制，新政始终就没有得到彻底的贯彻落实。到了熙宁七年，由于变法而引起的种种矛盾开始激化，神宗也因为“久旱，忧见容色，每辅臣进见未尝不叹息恳恻，欲尽罢保甲、方田等事，”新政有没取消的危险。尽管王安石解释说：“水旱常数，尧汤所不免。陛下即位以来，累年丰稔；今旱暵虽逢，但当益修人事以应天灾，不足贻圣虑耳。”但神宗还是说：“此岂细故？朕今所以恐惧如此者，正为人事有所未修也。”[30]

熙宁八年十月初七（乙未），彗星出轸。（天文志：八年十月乙未，东南方轸宿度中有星，色青白，如填星。丙申西北生光芒，长三尺，斜指轸宿，若彗星。丁酉兴芒长五尺，戊戌长七尺。）按照过去的灾异观，这算是很严重的“天谴”了，皇帝在这个时候要“避正殿，减常膳，”表示对天的敬畏，做出自我检讨的姿态，并要求朝臣批评政治得失。宋神宗免不了这种灾异观的影响，加上他对新政的疑虑，于是就在当月十日（戊戌）下了一道手诏给王安石等，说：

朕以寡薄，猥承先帝末命，获奉宗庙，顾德弗类，不足仰当天心。比年以来，灾异数见，山崩地震，旱暵相仍，变尤大者。内惟浅昧，敢不惧焉。其自今月己亥，不御前殿，减常膳，如故事。卿等宜率在廷之臣，直言朕躬过失，改修政事之未协于民者以闻。[31]

保守派抓住了这个反对新政的好机会，马上就有知颖州的吕公著在《答手诏》的奏疏说：

臣闻晏子曰：“天之有彗，以除秽也。”考之传记，皆为除旧布新之象。皇天动威，固不虚发，意者陛下之仁恩德泽犹未布于天下。而政令施设所以戾民者，众乎何其谴告之明也。陛下既言恐惧修身之言，必当有除秽布新之实，然后可以应天动民，消伏变异。…今民不安业，畎亩愁叹，上干和气，携老挈幼，流离道路，…

陛下有欲治之心，而无致治之实，何哉？殆任事之臣负陛下之高志也。…臣闻安危在出令，治乱在所任，故皋陶戒舜曰：“在知人，在安民”。愿陛下以知人安民为先，除秽布新以答天戒，则转灾为福，不旋时而应矣。[32]

这是说，因为神宗用人不当，所以才造成天地变异，矛头直指王安石等改革派。富弼也答手诏，劝说神宗要择众说以执政，不能只用少数人的意见，意思也是反对王安石的新法。更有张方平答诏，明说天变为新政之之害：

今夫政事之未协于民，固有之矣。大抵新法行已六年，事之利害非一二可悉，就中役法一事为天下害实深。…夫人为天地心，天地之变人心实为之故。和气不应，灾害洊作。盖下令如流水之原，取其顺和之易也。［新法］经六年而事功莫效，顾其事必有未协于民者矣。[33]

要改法，必先改人，否则后患无穷。

吕惠卿是推行王安石变法的干将，由于腐败及保守派的攻击，神宗此前罢免了他。此时御史中丞邓绾上言，不但称赞神宗断然罢王安石变法之干将吕惠卿，还借彗星天变进一步攻击王的另一干将章惇[34]，实际上是攻击王安石及其新政。

所有保守派的大官僚，都把彗星和变法革新联系起来，请求把新法废除。这时王安石不得不对此进行驳斥。他坚持“天变不足畏，”在其说答手诏中说：

臣等伏观晋武帝五年，彗实出轸；十年，轸又出孛。而其在位二十八年，与《乙巳占》所期不合。盖天道远，人道迩，先王虽有官占，所信者人事而已。天文之变无究，人事这变无已，上下傅会，或远或近，岂无偶合？此其所以不足信也！

《乙巳占》是唐朝李淳凤撰写的占星著作，影响很大，唐以后成为占星术的经典。这里王安石是利用历史事实与“权威”占星书的矛盾，说明“天道”无关人事。他接着又说：

周公、召公岂欺成王哉。其言中宗所以享国日久，则曰严恭寅、畏天命，自度治民不敢荒宁。其言夏所以多历年所，亦言德而已。裨灶言火而验，及欲禳之国侨不听，则曰：不用吾言，郑又将火，侨终不听，郑亦不火。有如裨灶，未免荒诞，况今星工，岂足道哉？所传占书，又世所禁，謄写儰误，尤不可知。[35]

这是进一步用历史事例说明占星术不可靠，复杂的人事决不是占星术所能预料的。

虽然王安石坚持“天变不足畏，”但在“天变”面前，他还是不得不作一些自省的表示。在熙宁八年十月彗星出现时，由于神宗避正殿，减常膳，他也只好于十月十七日（乙巳）上表待罪，诏答不允，才此作罢。到了十月十九日丁未，彗星没。次日王安石等又上表乞御正殿，复常膳。[36]

然而，保守派们借“天变”而对新政发起了攻击还是取得了效果。迫于保守派的压力，加上变法派内部的分裂，王安石于熙宁七年辞去宰相职务，虽然熙宁八年神宗再次起用王安石，但他终于在熙宁九年再次辞相,规模宏大的变革最后还是免不了失败的结局。变革成败与否固然是有许多社会政治因素决定的，但是关于天文灾异的论说却在这场政治斗争中发挥了不小的作用。

四、结论

天文灾异之学作为对自然界奇异现象的观察，以及对其与人间事务的关系的论说，是中国古代以“天人合一”为特征的知识体系中的一个重要部分。从“天人合一”的宇宙观出发，产生出一种特殊的知识方法，就是要通过观察自然界的非常现象而去把握有常的道理，这就使得中国古代对自然界的异常现象特别的好奇与敏感。但是，天文灾异之学作为一种学问得以发展，仅有好奇与敏感是不够的，它必须要有一定的用处，同时需要制度化。天文灾异经汉儒董仲舒等人按“天人感应”的思想，用阴阳五行学说作过一番改造，使之成为一种“天谴论”的儒家政治学说，也就是《中庸》中所说的“国家将兴，必有祯祥；国家将亡，必有妖孽。”这样，天文灾异学说就可以作为一种政治批评与权力斗争的工具，在以儒家思想为主导思想的社会政治中发挥作用。也就是说，为政治服务是天文灾异之学最大的用处。这种知识的建制化，就是要使之成为一种普遍认可的、权威性的学术的一部分。天文灾异之学在中国古代就是作为“经学”的一部分而存在的。经学是儒家社会最高的学问，天文灾异之学之所以在经学中占有相当重要的位置，就在于它为儒家“通经济世”提供了一种有用的说法。天文灾异之学借经学而体制化，从而不断得到发展，不断在社会政治中得到运用。

北宋年间关于天文灾异的论说，反映了那个时代的精神。欧阳修等古文运动家对“天人感应”的天文灾异说的怀疑和批判，是对“君权神授”的天命观的一种否定，坚持要从“人情”、“民心”出发来理解经文中“先王之意”，从而为改革提供了说辞。王安石提出的“天变不足畏”的天文灾异观，也是符合他的改革的需要的。当保守派反对他变时时，也是借用天文灾异论说来批评他的“新政”，为此王安石就必须要提出新的灾异论说以驳斥保守派的攻击。所有这些，又都是在“经学”的学术框架下进行的。作为经学中一部分知识的天文灾异论说，在当时的政治环境中成为一种备受关注的学问。各家对天文灾异的论说反映了他们的政治倾向，而政治倾向又反过来影响了这种专门的学问。这种相互影响甚至会涉及了很具体的学术上细节。天变灾异什么时候都会出现，但熙宁八年的彗星为什么会引起轩然大波？当时变革与反变革的政治斗争形势使然也。

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[1]宋正海、孙关龙、艾素珍主编，历史自然学的理论与实践，北京：学苑出版社，1994年。

[2]其实“天学”这一提法不见得比“天文”更妥当。中国古代文献中有“天文”，但从来不见“天学”。“天学”的说法固然可以清楚地说明古代“天文”与现代天文学性质上的不同，但它却是古代不曾有的学问名称。因此，这实际上是从另一极端—即认为古代没有“天文学”—偏离了历史的真实。

[3]《春秋繁露·必知且仁》，页259。

[4]JosephNeedham,ScienceandCivilization,vol.II,pp.322-29.

[5]《易·系辞下》。见杨鸿儒，《易经导读》，页426。

[6]顾颉刚，汉代学术史略，北京：东方出版社，1996，页68。

[7]同上，页78。

[8]《周礼·保章氏》。

[9]葛兆光，《中国思想史》，第二卷，《七世纪至十九世纪中国的知识、思想与信仰》，页261。

[10]苏洵，《洪范论》，见《嘉祐集箋注》卷八，页204。曾枣庄、金成礼笺注，上海古籍出版社，1993。

[11]王应麟，《困学纪闻》卷八“经说”，页21-2。

[12]程颐，《伊川易传》卷四。见《二程全书》，页393。

[13]《二程遗书》卷十七。见《二程全书》，页83。

[14]刘起釬，《尚书学史》，页221。

[15]胡瑗，《洪范口义》。

[16]欧阳修，《诗本义》卷十《生民论》，页14，四部丛刊本。见黄进德，《欧阳修评传》，页337-8。

[17]欧阳修，《易童子问》；见《欧阳修文集》，卷七十八，页1119。

[18]王应麟，《困学纪闻》卷一《易》，页21。

[19]新五代史，卷五十九，《司天考》卷二，页705。

[20]梁启超在其《王荆公》中就这样认为。见漆侠在《王安石变法》一书中对诸家论点的评述。

[21]吕诲：《论王安石疏》。见《宋文鉴》卷五十，页537-38。

[22]《历代名臣秦议》卷二六六《理财门》，页536。]

[23]程颢：《再上疏》，见《二程全书》，《明道文集》卷上，页210-11。

[24]《宋史》卷三百一十三《富弼传》，页10249。

[25]王安石，《洪范传》。《王安石全集》卷二十五，页217-8。

[26]同上，页218。

[27]以上论述，见刘起釬，《尚书学史》，页226-7。

[28]《温国文正司马公文集》卷第七十二，页526。

[29]《通鉴长编纪事本末》卷五十九《王安石事迹（上）》。转引自：邓广铬，《王安石—中国十一世纪的改革家》，页29-30。

[30]《续资治通鉴长编》卷二五二，页6147-8。

[31]《续资治通鉴长编》卷二六九，页6579。

[32]《续资治通鉴长编》卷二六九，页6615-6。

[33]续资治通鉴长编卷二六九，页6613。

[34]续资治通鉴长编，卷二六九，页6598。